Teor’a y pr‡ctica de îptica Mineral.
Un curso Ňon-lineÓ
C. Dorronsoro D’az; B. Dorronsoro D’az; C. Dorronsoro Fern‡ndez
Depto. Edafolog’a y Qu’mica Agr’cola. Facultad de Ciencias. Universidad de Granada. cfdorron@goliat.ugr.es
INTRODUCCION
Por todos los docentes de las tŽcnicas —pticas de identificaci—n mineral es conocida la gran dificultad que conlleva el impartir estas ense–anzas y es por ello muy recomendable utilizar otras tŽcnicas auxiliares que ayuden a: saber "mirar" a travŽs del microscopio polarizante a los alumnos, por un lado, y a saber interpretar el porquŽ de los fenomenos que se producen, por otro.
Pensamos que la utilizaci—n de un programa de ordenador que simule la tŽcnica microsc—pica seguida en la identificaci—n y caracterizaci—n mineral, debe de representar una valiosa ayuda complementaria que facilite en gran medida el aprendizaje de esta tŽcnica.
El estudio microsc—pico de los minerales, rocas y suelos solo podr‡ realizarse satisfactoriamente en el caso de que el interesado posea un completo conocimiento b‡sico sobre las causas de formaci—n de todas las propiedades que se muestran en un campo microsc—pico y este aspecto constituye el primer objetivo de nuestro programa. Por otra parte, el reconocimiento mineral exige una correcta evaluaci—n de las propiedades —pticas que presenta cada mineral y ello solo puede ser adquirido a travŽs de una intensa pr‡ctica.
El mŽtodo que proponemos no pretende sustituir la utilizaci—n del microscopio polarizante, sino que, como ya hemos indicado, se trata de una tŽcnica complementaria. La simple facilidad de reproducir campos microsc—picos representativos en la pantalla del ordenador de un modo instant‡neo, representa un ahorro de tiempo y de mantenimiento del material (preparaciones y microscopios) que creemos que basta por si misma para justificar la utilizaci—n de este procedimiento. Adem‡s, la elevada capacidad de almacenamiento de im‡genes que estos sistemas proporcionan nos permitir‡ que el alumno adquiera la pr‡ctica necesaria en un tiempo de formaci—n m’nimo.
PROGRAMA
El programa OPTICA MINERAL est‡ desarrollado en lenguaje HTML, con soporte de JavaScrpt. Los diagramas se presentan bajo formato GIF, las microfotograf’as estan digitalizadas en 256 colores, tambiŽn en formato GIF, mientras que QuickTime es utilizado para los v’deos.
El estudio de las propiedades —pticas se presenta en 4 subprogramas en funci—n de las condiciones de trabajo necesarias.
De cada una de las propiedades se presentan los conceptos te—ricos b‡sicos sobre su formaci—n y se establecen las directrices para su correcta utilizaci—n. Al final de cada cap’tulo se incluye un test autoevaluador en el que se presenta un conjunto de im‡genes microsc—picas y el alumno ha de responder a una serie de cuestiones que se plantean.
Introducci—n. En esta primera parte se describe el microscopio polarizante y se exponen unos conceptos b‡sicos sobre la luz polarizada y sobre el comportamiento de los minerales frente a la luz polarizada plana (isotrop’a, anisotrop’a, doble refracci—n, indicatrices —pticas, jee —ptico, cristal uni‡xico, bi‡xico y signo —ptico). Este subprograma termina explicando los procedimientos que se han de seguir para las preparaciones microsc—picas de rocas y de suelos).
PPL. La segunda parte se dedica al estudio de las propiedades —pticas que se muestran con s—lo el polarizador incorporado en el microscopio petrogr‡fico.
Relieve. En esta propiedad se considera: quŽ es, como se forma, grados de relieve, estimaciones del ’ndice de refracci—n a partir del relieve, cambio de relieve; casos pr‡cticos.
Linea de Becke: c—mo se forma, como se observa y como se usa; casos pr‡cticos.
Color natural: que Žs, como se forma, minerales opacos y transparentes, color blanco y colores complementarios.
Pelocro’smo: quŽ es, porquŽ aparece y como se estudia.
H‡bito: quŽ es y c—mo se observa.
Exfoliaci—n: quŽ es, c—mo se observa y tipos.
OrtosXPL. Propiedades que se estudian con polarizador y analizador incorporados y con luz paralela. Se trata de propiedades que son consecuencia de la birrefringencia que presentan los cristales.
Color de interferencia: quŽ es, c—mo se vŽ, como se forma, posici—n de extinci—n, minerales is—tropos y anis—tropos, posiciones de isotrop’a, retardos e interferencias, orientaci—n del corte mineral y color de interferencia, orden del color de interferencia, compensadores, determinaci—n del orden, de que depende el color de interferencia, determinaci—n de la birrefringencia; casos pr‡cticos.
Angulo de extinci—n: quŽ es y c—mo se determina; casos pr‡cticos.
Elongaci—n: quŽ es y c—mo se determina; casos pr‡cticos.
Maclas: quŽ son y sus tipos; casos pr‡cticos.
ConosXPL. Propiedades que se estudian con polarizador y analizador incorporados y con luz convergente. Al utilizar la luz convergente el comportamiento de los rayos al atravesar el mineral no es igual para todos, al variar sus direcciones de vibraci—n y propagaci—n, apareciendo unas complejas figuras que se llaman figuras de interferencia.
Figura de interferencia: que son, c—mo se forman, c—mo se ve la figura de interferencia, la orientaci—n del corte del mineral y la figura de interferencia, figura de interferencia de cristales uni‡xicos y bi‡xicos; casos pr‡cticos.
Signo —ptico: minerales positivos y negativos, determinaci—n del signo —ptico; casos pr‡cticos.
EXPERIENCIA PRACTICA
El programa se ha utilizado para imparir docencia en las licenciaturas de Geolog’a, Biolog’a y Ciencias Ambientales y en ense–anzas de tercer ciclo obteniendose un alto grado de aceptaci—n por parte del alumnado. Se ha utilizado un aula inform‡tica con una Itranet de diez ordenadores Macintosh (con microprocesadores 68040 y PowerPC).
El aprendizaje conseguido fuŽ mucho m‡s completo y se alcanz— de una manera mucho m‡s r‡pida que el conseguido cuando se utilizan solo los sistemas de aprendizaje tradicionales.
Desde la perspectiva de los profesores, la experiencia pr‡ctica obtenida nos permite establecer las siguientes caracter’sticas:
1. Accesibilidad. La informaci—n contenida en el programa puede ser obtenida directamente por el alumno en cualquier momento y lugar. El empleo de este equipo libera al profesorado de tareas rutinarias y repetitivas.
2. Operatividad. La disponibilidad inmediata de im‡genes microsc—picas representativas de las distintas propiedades —pticas permite reducir al m’nimo el tiempo de aprendizaje.
3. Capacidad de reclamo. La informaci—n contenida (texto, tablas, gr‡ficas, esquemas y fotograf’as en color) proporciona una presentaci—n atractiva. TambiŽn la utilizaci—n de tecnolog’a moderna, despierta, por si misma, el interŽs.
4. Versatibilidad. El alumno maneja directamente la informaci—n y segśn sus propias preferencias. Al adaptar la informaci—n a sus inquietudes y nivel de aptitud se elevan enormemente los rendimientos.
5. Interactividad. El m‡s grave inconveniente que se presenta en la ense–anza es la actitud de pasividad que toma con cierta frecuencia el alumnado. Este grave inconveniente se salva totalmente con estos programas interactivos ya que para que la informaci—n pueda transmitirse es imprescindible la cooperaci—n del alumno. Este elige libremente la informaci—n que desea obtener y establece su propia v’a de circulaci—n a travŽs de las pantallas del programa, con lo cual el alumno se siente participe y al tener que ir respondiendo a las preguntas planteadas el adiestramiento se vuelve muy personalizado.
6. Econom’a. La utilizaci—n de esta tŽcnica reduce al m’nimo los gastos de mantenimiento de los equipos (microscopios y accesorios) y del material (preparaciones microsc—picas).
7. Adecuaci—n. El ordenador personal se considera un medio ideal para este tipo de ense–anza habida cuenta, por un lado, su enorme capacidad de almacenamiento de datos y de im‡genes, as’ como tambiŽn por su alt’sima velocidad de bśsqueda, visionado y manipulaci—n (procesado) de toda esta informaci—n, amŽn de su extraordinaria facilidad de manejo.
8. Edici—n. La aplicaci—n del ordenador al sistema educativo logra sus m‡ximos resultados cuando el profesor puede dise–ar sus propios programas, para que as’ se adapten plenamente al programa educativo que imparte. Hoy d’a, la funci—n del profesor/programador puede realizarse muy f‡cilmente gracias a los lenguajes de autor que posibilitan el acceso a complicadas maniobras inform‡ticas sin m‡s que programar unas simples ordenes.
9. Eficacia. Todo lo anteriormente expuesto justifica el alto grado de aceptaci—n que hemos encontrado por parte del alumnado, as’ como las altas calificaciones obtenidas. Por todo ello consideramos a este sistema como de extraordinariamente eficaz, hecho ya puesto de manifiesto por otros autores para otras ramas de las ciencias (Browing et al, l986; Butcher, 1986; Lehman, 1986; Smith et. al, 1986; Biejlestra y Jelsman, 1988).
REFERENCIAS
BIJLSTRA, J. P. y JELSMAN, O.(1988): Prog. Learning and Educational Technology, 25(1), 28-33.
BLOSS, F. (1970): Introducci—n a los MŽtodos de Cristalografia Optica. Omega. Barcelona.
BROWNING, P. et. al. (1986): Computing Teacher, 13(4), 36-38.
BUTCHER, P. G. (1986): Computing Educ. 10(1), 1-10.
DORRONSORO, C. y MARTIN POZAS, J.M. (1988): Videocassete "Propiedades —pticas de los minerales". Pub. Univ. Salamanca.
HALLIMOND, A.F. (1956): Manual of the polarising microscope, 2nd edn. London: Cooke, Troughton and Simms. Inglaterra.
HARTSHORNE, N. H. and A. STUART. (1950): Crystals and the polarizing microscope.Arnold. London. Inglaterra.
KERR, P.F. (1965): Mineralog’a Optica. Castillo. Madrid.
LEHMAN, J. D. (1986): J. Comp. Mathem. Sci. Teach., 5(#), 24-29.
PHILLIPS, W. R. (1971): Mineral Optics. Freeman. San Francisco. USA.
SMITH, S. G., et al.(1986): J. Cop. Based Inst., 13(4), 117-121.
WAHLSTROM, E. E. (1969): Optical Crystallography. Wiley. New York. USA.
WINCHELL, A. N. (1951): Elements of optical Mineralogy. Wiley. New York.USA.